一种复合式无人直升机制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种复合式无人直升机，涉及航空飞行器技术领域，能够使旋翼和尾桨在最优转速工作，能够使无人直升机的需用功率降到最低。本发明专利技术包括：一种复合式无人直升机，包括旋翼(1)、机身(2)、尾桨(3)、起落架(4)，在机身(2)装有可折叠机翼(5)，所述可折叠机翼(5)对称安装在机身两侧，且可折叠机翼展向与机身轴向方向垂直，可折叠机翼的气动中心与直升机重心的连线垂直于机身轴线。本发明专利技术能够有效地提升直升机的续航时间和航程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空飞行器
，尤其涉及一种复合式无人直升机。
技术介绍
无人直升机旋翼能够同时为直升机提供上升的升力和前进的拉力，旋翼转速需要根据直升机的最大起飞重量而确定，设计的旋翼转速必须确保直升机在该起飞重量时能够正常飞。但是常规直升机的旋翼转速是固定的，这就导致在所有起飞重量下，直升机旋翼均以最大起飞重量所需的转速工作，因此旋翼转速固定时，直升机旋翼在大多数情况下并没有工作在最优的转速下，导致旋翼功率增大，限制了直升机性能的提升。尾桨与旋翼相似，固定转速对其性能有很大影响。即现有技术中，尾桨与旋翼并未在最优转速下工作，进而影响直升机的续航时间和航程。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种复合式无人直升机，能够使旋翼和尾桨处于最优转速下工作，降低飞行时的需用功率，增大续航时间和航程。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术的实施例提供一种复合式无人直升机，包括旋翼(1)、机身(2)、尾桨(3)、起落架(4)，其特征在于：机身(2)装有可折叠机翼(5)，所述可折叠机翼(5)对称安装在机身两侧，且可折叠机翼展向与机身轴向方向垂直，可折叠机翼的气动中心与直升机重心的连线垂直于机身轴线。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，还包括驱动机构，驱动机构位于机身(2)内，驱动机构中装有变转速传动装置，与旋翼(1)和尾桨(3)相连接，可以使得无人直升机在不同飞行状态以不同转速工作。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，还包括机翼折叠装置，可折叠机翼(5)通过折叠机构与机身(2)相连，由折叠装置驱动机翼伸展到机身外或折叠到机身内。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中所述可折叠机翼(5)两侧的机翼共同安装在机身(2)的同一根转轴上，工作时向两侧展开，需要折叠时向后转动折叠到机身内部。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中所述可折叠机翼(5)两侧的机翼分别安装在机身(2)两个并列的转轴上，工作时向两侧展开，需要折叠时向后转动折叠到机身内部。无人直升机在飞行时，随着前飞速度的增大，旋翼和尾桨转速先减小，后增大，存在一个最低值，直升机在该速度下做巡航飞行，该速度即为复合式无人直升机的巡航速度，当无人直升机的飞行速度在临近巡航速度的一个范围内时，可折叠机翼展开，而在此区域之外的速度飞行时，可折叠机翼折叠回机身内部。在无人直升机前飞时，可折叠机翼展开，为直升机提供部分升力，使旋翼需承担的升力减小。同时，改变旋翼和尾桨转速，使旋翼和尾桨工作在最优转速下，以最大幅度的降低直升机的需用功率。在保持低速、匀速飞行、空中悬停等飞行姿态时，及垂直起飞降落时，机翼阻力产生的负面影响大于其提供升力产生的正面影响，可折叠机翼折叠进机身内，旋翼和尾桨转速调整到最优值。需要说明的是，用于判定可折叠机翼折是否叠进机身内的实际前飞速度，所述的实际前飞速度与机翼的结构参数和材料参数相关联，可以根据具体飞行环境以及本复合式无人直升机通过风洞实验获取，根据本实施例提供的复合式无人直升机的机型和进一步改进或修改的机型，判定可折叠机翼折是否叠进机身内的实际前飞速度会存在差别，在本实施例中并不限定。本专利技术实施例提供的复合式无人直升机采用可折叠机翼形式，通过在大速度时展开工作，在小速度时折叠到机身内部，能够在大速度时显著地为旋翼卸载；在小速度时避免了额外的阻力对直升机性能的影响。由于可折叠机翼的卸载，以及无人直升机重量与最大起飞重量的差异，旋翼和尾桨的最优转速并不等于按最大起飞重量设计的转速。通过改变转速，使旋翼和尾桨在最优转速工作，能够使无人直升机的需用功率降到最低，有效地提升直升机的续航时间和航程。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例中无人直升机高速飞行时机翼展开的示意图；图2为本专利技术实施例中无人直升机低速飞行时机翼折叠后的示意图；图3为本专利技术实施例中机翼展开和折叠后相对位置的示意图；图4为本专利技术实施例中机翼展开和折叠后相对位置的示意图；图5为本专利技术实施例长航时复合式无人直升机旋翼转速随前飞速度的变化规律，以及可折叠机翼展开的飞行速度范围。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。下文中将详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。本专利技术的实施例提供一种复合式无人直升机，能够使旋翼和尾桨处于最优转速下工作，降低飞行时的需用功率，增大续航时间和航程。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术的实施例提供一种复合式无人直升机，如图1所示，包括旋翼(1)、机身(2)、尾桨(3)、起落架(4)，其特征在于：机身(2)装有可折叠机翼(5)，所述可折叠机翼(5)对称安装在机身两侧，且可折叠机翼展向与机身轴向方向垂直，可折叠机翼的气动中心与直升机重心的连线垂直于机身轴线。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，还包括驱动机构，所述驱动机构位于机身(2)内，所述驱动机构中装有变转速传动装置，所述变转速传动装置分别与旋翼(1)和尾桨(3)相连接，可以使得无人直升机在不同飞行状态以不同转速工作。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，还包括机翼折叠装置，可折叠机翼(5)通过所述折叠机构与机身(2)相连，由所述折叠装置驱动机翼伸展到机身外或折叠到机身内。如图1所示，无人直升机高速飞行时机翼展开可折叠机翼；如图2所示，无人直升机在低速飞行时将可折叠机翼折叠进机身2内。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，如图3所示，所述可折叠机翼(5)两侧的机翼共同安装在机身(2)的同一根转轴上，工作时向两侧展开，需要折叠时向后转动折叠到机身内部。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，如图4所示，所述可折叠机翼(5)两侧的机翼分别安装在机身(2)两个并列的转轴上，工作时向两侧展开，需要折叠时向后转动折叠到机身内部。无人直升机在飞行时，随着前飞速度的增大，旋翼和尾桨转速先减小，后增大，存在一个最低值，直升机在该速度下做巡航飞行，例如：如图5所示的，所述无人直升机的巡航速度为110km/h，；当无人直升机的飞行速度在临近巡航速度的一个范围内时，可折叠机翼展开，而在此区域之外的速度飞行时，可折叠机翼折叠回机身内部，例如：如图5所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合式无人直升机，包括旋翼(1)、机身(2)、尾桨(3)、起落架(4)，其特征在于：机身(2)装有可折叠机翼(5)，所述可折叠机翼(5)对称安装在机身两侧，且可折叠机翼展向与机身轴向方向垂直，可折叠机翼的气动中心与直升机重心的连线垂直于机身轴线。

【技术特征摘要】
1.一种复合式无人直升机，包括旋翼(1)、机身(2)、尾桨(3)、起落架(4)，其特征在于：机身(2)装有可折叠机翼(5)，所述可折叠机翼(5)对称安装在机身两侧，且可折叠机翼展向与机身轴向方向垂直，可折叠机翼的气动中心与直升机重心的连线垂直于机身轴线。2.根据权利要求1所述的无人直升机，其特征在于：还包括驱动机构，所述驱动机构位于机身(2)内，所述驱动机构中装有变转速传动装置，所述变转速传动装置分别与旋翼(1)和尾桨(3)相连接。3.根据权利要求1所述的无人直升机，其特征在于：还包括机翼折叠装置，可折叠机翼(5)通过所述折叠机构与机身(2)相连，由所述折叠装置驱动机翼伸展到机身外或折叠到机...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩东，张勇刚，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32